具有磁场屏蔽结构的磁场传感器及结合磁场传感器的系统技术方案

一种系统包括至少一个磁场传感器，所述至少一个磁场传感器具有在基板上形成的磁感测元件。所述感测元件感测沿着朝向平行于所述基板的表面的第一方向的感测轴的磁场。屏蔽结构在所述基板上形成。所述屏蔽结构具有第一和第二屏蔽部分，并且所述磁感测元件被安置在所述屏蔽部分之间。所述屏蔽部分中的每一个屏蔽部分包括主体以及从所述主体的相对端延伸的第一和第二边沿段。所述主体平行于第二方向对准，所述第二方向垂直于所述第一方向并且平行于所述基板的所述表面。所述边沿段基本上平行于所述第一方向对准。所述屏蔽部分被布置成镜像对称，其中，所述屏蔽部分中的每一个屏蔽部分的所述边沿段朝彼此延伸。

Magnetic field sensor with magnetic shielding structure and system combined with magnetic field sensor

A system includes at least one magnetic field sensor having a magnetic sensing element formed on a substrate. The sensing element senses a magnetic field along a sensing axis in a first direction parallel to the surface of the substrate. The shielding structure is formed on the substrate. The shielding structure has a first and a second shielding portion, and the magnetic sensing element is arranged between the shielding portion. Each shielding part of the shielding part includes a main body and the first and second edge segments extending from the relative end of the main body. The body is aligned parallel to the second direction, which is perpendicular to the first direction and parallel to the surface of the substrate. The edge section is substantially parallel to the first direction alignment. The shielding part is arranged in mirror symmetry, in which the edge sections of each shielding part of the shielding part extend toward each other.

【技术实现步骤摘要】
具有磁场屏蔽结构的磁场传感器及结合磁场传感器的系统
本专利技术总体上涉及磁场传感器。更具体地说，本专利技术涉及具有集成的磁场屏蔽的磁场传感器以及结合用于测量磁场同时抑制杂散磁场的磁场传感器的系统。
技术介绍
出于速度和方向感测、旋转角感测、接近度感测等目的，磁场传感器系统在各种商业、工业和自动化应用中用于测量磁场。沿着磁场传感器的非感测轴的杂散磁场可以改变传感器的灵敏度和线性范围，因此负面地影响磁场检测质量。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种磁场传感器，包括：在基板上形成的磁感测元件，所述磁感测元件被配置成感测沿着朝向第一方向的感测轴的测量磁场，所述第一方向近似平行于所述基板的表面；以及在所述基板上形成的屏蔽结构，所述屏蔽结构具有第一和第二屏蔽部分，所述磁感测元件被安置在所述第一与第二屏蔽部分之间，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分包括主体以及从所述主体的相对端延伸的第一和第二边沿段，所述主体基本上平行于第二方向对准，所述第二方向垂直于所述第一方向并且近似平行于所述基板的所述表面，并且所述第一和第二边沿段基本上平行于所述第一方向对准，所述第一和第二屏蔽部分被布置成镜像对称，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分的所述第一和第二边沿段朝彼此延伸。在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构被配置成抑制沿着所述第二方向上的非感测轴的杂散磁场，其中，所述第一和第二边沿段的长度确定抑制量值，使得所述第一和第二边沿段在所述第一方向上的较大的长度产生对所述杂散磁场的较大的抑制，并且所述第一和第二边沿段在所述第一方向上的较短的长度产生对所述杂散磁场的较小的抑制。在一个或多个实施例中，所述第一和第二屏蔽部分中的所述每一个屏蔽部分的所述主体包括：第一端区段，所述第一端区段耦合至所述第一边沿段；第二端区段，所述第二端区段耦合至所述第二边沿段，所述第一和第二端区段中的每一个端区段具有第一侧壁；以及中间区段，所述中间区段插入在所述第一与第二端区段之间，所述中间区段具有第一区段侧壁，所述第一区段侧壁耦合至所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段的所述第一侧壁并与其邻接，所述第一区段侧壁与所述磁感测元件间隔开一定的间隙，其中，所述中间区段的所述第一区段侧壁在所述第一方向上以第一距离横向地偏离所述磁感测元件的中心线，并且所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段的所述第一侧壁远离所述磁感测元件的所述中心线横向地成锥形，从所述第一区段侧壁与所述第一侧壁的交叉点处的所述第一距离到所述第一侧壁与所述第一和第二边沿段中的对应边沿段的交叉点处的第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。在一个或多个实施例中，所述中间区段包括在所述第一方向上以所述中间区段的宽度与所述第一区段侧壁分离的第二区段侧壁，并且所述主体的所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段具有第二侧壁，所述第二侧壁耦合至所述第二区段侧壁并与其邻接，所述第二侧壁远离所述第二区段侧壁朝所述第一侧壁横向地成锥形。在一个或多个实施例中，所述中间区段包括在所述第一方向上以所述中间区段的宽度与所述第一区段侧壁分离的第二区段侧壁，并且所述主体的所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段具有第二侧壁，所述第二侧壁耦合至所述第二区段侧壁并与其邻接，所述第二侧壁被朝向成基本上平行于所述主体的所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段的所述第一侧壁。在一个或多个实施例中，所述宽度是第一宽度，并且所述第一和第二端区段中的每一个端区段在所述第一方向上展现基本上等于所述第一宽度的第二宽度。在一个或多个实施例中，所述中间区段包括在所述第一方向上以所述中间区段的宽度与所述第一区段侧壁分离的第二区段侧壁，并且所述主体的所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段具有第二侧壁，所述第二侧壁耦合至所述第二区段侧壁并与其邻接，所述第二侧壁在所述第二方向上与所述第二区段侧壁纵向地对准。在一个或多个实施例中，所述磁感测元件具有朝向所述第二方向的第一长度；并且所述主体的所述中间区段具有朝向所述第二方向的第二长度，所述第二长度不小于所述磁感测元件的所述第一长度。在一个或多个实施例中，所述磁感测元件被嵌入在所述基板的所述表面上的保护材料层内，并且所述屏蔽结构在所述保护材料层的外表面上形成。在一个或多个实施例中，所述磁感测元件被嵌入在所述基板的所述表面上的保护材料层内，并且所述屏蔽结构的至少一部分被嵌入在所述保护材料层内。在一个或多个实施例中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分具有锥形轮廓，使得所述第一和第二屏蔽部分中的所述每一个屏蔽部分的最靠近所述磁感测元件的第一侧壁具有第一厚度，并且所述第一和第二屏蔽部分中的所述每一个屏蔽部分的最远离所述磁感测元件的第二侧壁具有大于所述第一厚度的第二厚度。在一个或多个实施例中，所述第一侧壁以第一距离与所述基板的所述表面间隔开，并且所述第二侧壁以第二距离与所述基板的所述表面间隔开，所述第二距离小于所述第一距离。在一个或多个实施例中，所述磁场传感器进一步包括接近所述磁感测元件的偏置磁体，所述偏置磁体被配置成产生朝向所述第二方向的偏置磁场。在一个或多个实施例中，所述磁场传感器进一步包括编码器，所述编码器被配置成产生所述测量磁场。根据本专利技术的第二方面，提供一种系统，包括：在基板上形成的磁感测元件，所述磁感测元件被配置成感测沿着朝向第一方向的感测轴的测量磁场，所述第一方向近似平行于所述基板的表面；在所述基板上形成的屏蔽结构，所述屏蔽结构具有第一和第二屏蔽部分，所述磁感测元件被安置在所述第一与第二屏蔽部分之间，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分包括主体以及从所述主体的相对端延伸的第一和第二边沿段，所述主体基本上平行于第二方向对准，所述第二方向垂直于所述第一方向并且近似平行于所述基板的所述表面，并且所述第一和第二边沿段基本上平行于所述第一方向对准，所述第一和第二屏蔽部分被布置成镜像对称，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分的所述第一和第二边沿段朝彼此延伸；接近所述磁感测元件的偏置磁体，所述偏置磁体被配置成产生朝向所述第二方向的偏置磁场；以及编码器，所述编码器被配置成产生所述测量磁场。根据本专利技术的第三方面，提供一种系统，包括：在基板的表面上形成的第一梯度单元，所述第一梯度单元包括：第一磁感测元件，所述第一磁感测元件被安置在第一屏蔽结构的第一与第二屏蔽部分之间；以及第二磁感测元件，所述第二磁感测元件被安置在第二屏蔽结构的所述第一与第二屏蔽部分之间，所述第一和第二磁感测元件被配置成感测沿着朝向第一方向的第一感测轴的测量磁场，所述第一方向近似平行于所述基板的表面；在所述基板上形成的第二梯度单元，所述第二梯度单元相对于所述第一梯度单元旋转九十度并且相对于垂直于所述基板的所述表面的旋转轴与所述第一梯度单元间隔开九十度，所述第一和第二梯度单元位于远离所述旋转轴的相同径向距离，所述第二梯度单元包括：第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被安置在第三屏蔽结构的所述第一与第二屏蔽部分之间；以及第四磁感测元件，所述第四磁感测元件被安置在第四屏蔽结构的所述第一与第二屏蔽部分之间，所述第三和第四磁感测元件被配置成感测沿着朝向第二方向的第二感测轴的所述测量磁场，所述第二方向垂直于所述第一方向并且近似平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁场传感器，其特征在于，包括：在基板上形成的磁感测元件，所述磁感测元件被配置成感测沿着朝向第一方向的感测轴的测量磁场，所述第一方向近似平行于所述基板的表面；以及在所述基板上形成的屏蔽结构，所述屏蔽结构具有第一和第二屏蔽部分，所述磁感测元件被安置在所述第一与第二屏蔽部分之间，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分包括主体以及从所述主体的相对端延伸的第一和第二边沿段，所述主体基本上平行于第二方向对准，所述第二方向垂直于所述第一方向并且近似平行于所述基板的所述表面，并且所述第一和第二边沿段基本上平行于所述第一方向对准，所述第一和第二屏蔽部分被布置成镜像对称，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分的所述第一和第二边沿段朝彼此延伸。

【技术特征摘要】
2017.07.12 US 15/647,7091.一种磁场传感器，其特征在于，包括：在基板上形成的磁感测元件，所述磁感测元件被配置成感测沿着朝向第一方向的感测轴的测量磁场，所述第一方向近似平行于所述基板的表面；以及在所述基板上形成的屏蔽结构，所述屏蔽结构具有第一和第二屏蔽部分，所述磁感测元件被安置在所述第一与第二屏蔽部分之间，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分包括主体以及从所述主体的相对端延伸的第一和第二边沿段，所述主体基本上平行于第二方向对准，所述第二方向垂直于所述第一方向并且近似平行于所述基板的所述表面，并且所述第一和第二边沿段基本上平行于所述第一方向对准，所述第一和第二屏蔽部分被布置成镜像对称，其中，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分的所述第一和第二边沿段朝彼此延伸。2.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，所述屏蔽结构被配置成抑制沿着所述第二方向上的非感测轴的杂散磁场，其中，所述第一和第二边沿段的长度确定抑制量值，使得所述第一和第二边沿段在所述第一方向上的较大的长度产生对所述杂散磁场的较大的抑制，并且所述第一和第二边沿段在所述第一方向上的较短的长度产生对所述杂散磁场的较小的抑制。3.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，所述第一和第二屏蔽部分中的所述每一个屏蔽部分的所述主体包括：第一端区段，所述第一端区段耦合至所述第一边沿段；第二端区段，所述第二端区段耦合至所述第二边沿段，所述第一和第二端区段中的每一个端区段具有第一侧壁；以及中间区段，所述中间区段插入在所述第一与第二端区段之间，所述中间区段具有第一区段侧壁，所述第一区段侧壁耦合至所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段的所述第一侧壁并与其邻接，所述第一区段侧壁与所述磁感测元件间隔开一定的间隙，其中，所述中间区段的所述第一区段侧壁在所述第一方向上以第一距离横向地偏离所述磁感测元件的中心线，并且所述第一和第二端区段中的所述每一个端区段的所述第一侧壁远离所述磁感测元件的所述中心线横向地成锥形，从所述第一区段侧壁与所述第一侧壁的交叉点处的所述第一距离到所述第一侧壁与所述第一和第二边沿段中的对应边沿段的交叉点处的第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。4.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，所述磁感测元件被嵌入在所述基板的所述表面上的保护材料层内，并且所述屏蔽结构在所述保护材料层的外表面上形成。5.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，所述磁感测元件被嵌入在所述基板的所述表面上的保护材料层内，并且所述屏蔽结构的至少一部分被嵌入在所述保护材料层内。6.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，所述第一和第二屏蔽部分中的每一个屏蔽部分具有锥形轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·马劳斯卡，约尔格·科克，马克·艾斯勒，哈特穆特·马茨，丹尼斯·赫尔姆博尔特，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL